Новый вид юрских динозавров объясняет, как хвосты стали управлять полетом у птиц

Фото из открытых источников

Если бы людей попросили описать основные особенности птицы, большинство, вероятно, упомянули бы перья, лёгкие кости или беззубый клюв. Аэродинамические хвосты вряд ли попали бы в этот список, но они сыграли важную роль в успехе единственных выживших динозавров.

Характерные хвостовые позвонки — важнейший и часто недооцениваемый компонент, обеспечивший успех птиц. Палеонтологи задавались вопросом, как короткий птичий хвост развился из более длинного хвоста динозавров, и теперь, кажется, нашли ответ: укорочение и исчезновение позвонков, а затем сращение позвонков кончика хвоста в структуру, известную как пигостиль. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Вполне вероятно, что способность поднимать и контролировать хвост, ставшая возможной благодаря этим изменениям, могла даже сыграть роль в выживании птиц во время массового вымирания, когда вымерли все остальные динозавры — и многие другие ныне живущие виды.

Для того чтобы современные птицы могли встряхивать хвостовым пером, необходимы три ключевых процесса: уменьшение количества позвонков в хвосте, укорачивание оставшихся позвонков и их последующее срастание.

В совокупности это позволило птицам уменьшить лишний вес, улучшить управление полетом и сместить центр тяжести вперед. Но такое сочетание поднимает новый вопрос «что было первым» о порядке этих изменений.

Обнаружение нового вида динозавров на юго-востоке Китая позволяет предположить, что сращение позвонков произошло последним.

Полёт в условиях земной гравитации — сложная задача, особенно для животных, которые крупнее большинства летающих насекомых, поэтому птицам потребовалось множество усовершенствований, чтобы совершить скачок и научиться парить. Наземные предки птиц имели длинные костлявые хвосты, но к тому времени, когда они полностью освоили полёт, первые настоящие птицы уже имели короткие хвосты и пигостиль, поддерживающий перья, которые помогали им летать.

Ископаемые свидетельства этого сдвига фрагментарны, отчасти потому, что легкие кости птиц и их ранних предков плохо сохраняются. Более того, группа исследователей под руководством профессора Минь Вана из Китайской академии наук отмечает, что длиннохвостые и короткохвостые виды динозавров сосуществовали в пространстве и времени в период зарождения эволюции птиц.

Обнаружен новый вид, названный Zhengheornis buyu. Хотя у него отсутствует голова, тело, включая позвоночник, очень хорошо сохранилось. Такая сохранность означает, что Z. buyu  может многое рассказать нам о том, как предки птиц адаптировались к жизни в воздухе.

Но самые важные уроки связаны с его хвостом, который состоял из 15 позвонков. Это интересно, поскольку их меньше, чем у сопоставимых видов. Например, у археоптерикса, который, как считается, был немного более похож на динозавра, чем Z. buyu, но жил примерно в то же время, было 23 или 24 хвостовых позвонка, а у некоторых других видов того же периода их было более 30.

Наряду с уменьшением количества позвонков, позвонки Z. buyu также были короче и, следовательно, более жесткими, что позволяло животному расправлять хвостовые перья. Однако, что крайне важно, позвонки не сращены вместе в пигостиль.

Эволюция птиц не была простым процессом, когда один вид заменял другой, становясь все более и более похожим на птиц. 

Вместо этого многие авиалы, категория, включающая птиц и их ближайших родственников-динозавров, экспериментировали по нескольким путям. Некоторые виды сохранили длинные хвосты, несмотря на развитие других птицеподобных черт, а возможно, что длинные хвосты даже иногда эволюционировали повторно, что показывает, что преимущества были не только в одну сторону. 

Следовательно, мы не можем утверждать, что все птицы прошли одинаковый путь к той форме, которую мы видим сегодня, но, по крайней мере, в этом случае укорочение предшествовало процессу сращения позвоночных.

Судя по единственному экземпляру, вес Z. buyu оценивается в 74–163 грамма, что примерно соответствует весу современной голубой сойки. Это делает его самым маленьким из юрских птицеподобных динозавров.